ก่อนหน้านี้เราเคยได้นำเสนอบทความเกี่ยวกับการเกิดเมฆและดูเมฆกันมาบ้างแล้ว   คราวนี้อยากให้ทุกคนได้มีโอกาสได้ทดลองสร้างเมฆง่าย ๆ ด้วยตัวเอง ซึ่งอุปกรณ์และวิธีการทำที่ง่าย  ๆ สามารถทำกันเองได้อย่างแน่นอน โดยในการทดลองนี้ เราจะทดสอบการสร้างเมฆจากสสาร 3 ชนิดด้วยกันคือ แอลกอฮอล์ น้ำ และ อากาศ  เรามาดูกันดีกว่าว่า สสารชนิดไหน จะให้ปริมาณมวลเมฆที่เยอะและเห็นได้ชัดเจนมากกว่ากัน

ภาพที่ 1 อุปกรณ์สำหรับเตรียมสร้างเมฆ
ที่มา ภาพงานมหกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2560

ก่อนอื่นก็ต้องเตรียมอุปกรณ์กันก่อน

1. กระบอกสูบลมยาง
2. จุกยาง
3. ขวดน้ำพลาสติก
4. แอลกอฮอล์
5. น้ำสะอาด

ภาพที่ 2  ขั้นตอนการอัดก๊าซเข้าภายในขวดพลาสติก
ที่มา ภาพงานมหกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2560

ครั้งที่ 1 การสร้างเมฆง่าย ๆ โดยใช้แอลกอฮอล์

1. เทแอลกอฮอล์ปริมาณ 10 มล. ลงในขวดพลาสติก
2. กลิ้งขวดหมุนไปมาเพื่อให้แอลกอฮอล์สัมผัสผิวด้านในภายในขวดพลาสติก เพื่อนำให้เกิดไอแอลกอฮอล์ในขวด
3. ตั้งขวดในแนวตั้งตรง จับขวดให้มั่น ใช้กระบอกสูบลมที่มีจุกยางสูบดันอากาศเข้าสู่ขวดพลาสติก ประมาณ 20 ครั้ง
4. ดึงกระบอกสูบอย่างรวดเร็ว เมื่อรู้สึกว่าแน่นจนดันไม่เข้า

ภาพที่ 3 ไอแอลกอฮอล์ที่กลั่นตัวเป็นหยดน้ำเกาะกลุ่มเป็นเมฆลอยอยู่ในขวด
ที่มา ภาพงานมหกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2560

ผลการทดลองครั้งที่ 1

        สิ่งที่เกิดขึ้นในการทดลองนี้คือ ในขณะที่เราอัดความดันอากาศเข้าไปในขวดพลาสติกให้ความดันสูง ๆ จนอุณหภูมิภายในขวดสูงขึ้น เกิดการระเหยกลายเป็นไอ   และเมื่อเรานำจุกยางออกย่างรวดเร็ว ก๊าซก็เกิดการขยายตัวจนอุณหภูมิภายในขวดจะลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้อากาศภายในขวดเย็นลง ในช่วงนี้จะทำให้ไอน้ำควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำ ไอแอลกอฮอล์กลั่นตัวเป็นหยดน้ำเล็ก ๆ ซึ่งมีลักษณะเป็นเมฆลอยอยู่ในขวดนั่นเอง

ครั้งที่ 2 การสร้างเมฆง่าย ๆ โดยใช้น้ำ

1. เทน้ำสะอาด 10 มล. ลงในขวดพลาสติก
2. ตั้งขวดในแนวตั้งตรง จับขวดให้มั่น ใช้กระบอกสูบลมที่มีจุกยางสูบดันอากาศเข้าสู่ขวดพลาสติก ประมาณ 20 ครั้ง
3. ดึงกระบอกสูบอย่างรวดเร็ว เมื่อรู้สึกว่าแน่นจนดันไม่เข้า

ผลการทดลองครั้งที่ 2  ทดลองเปลี่ยนการใช้น้ำแทนแอลกอฮอล์

        จากการทดลอง  จะพบไอน้ำจากน้ำสะอาดทำให้เกิดเมฆภายในขวดได้เช่นกัน แต่ถ้าใช้น้ำ น้ำมีจุดเดือดที่สูงกว่าแอลกอฮอล์น้ำละเหยได้ช้ากว่าแอลกอฮอล์ ไอน้ำที่ได้จะมองเห็นได้น้อยกว่านั่นเอง และแอลกอฮอล์ก็กลายเป็นไอได้เร็วกว่าน้ำ

ครั้งที่ 3 การสร้างเมฆง่าย ๆ โดยใช้อากาศภายในขวด

1. ตั้งขวดในแนวตั้งตรง จับขวดให้มั่น ใช้กระบอกสูบลมที่มีจุกยางสูบดันอากาศเข้าสู่ขวดพลาสติก ประมาณ 20 ครั้ง
2. ดึงกระบอกสูบอย่างรวดเร็ว เมื่อรู้สึกว่าแน่นจนดันไม่เข้า

ผลการทดลองครั้งที่ 3  ทดลองอัดอากาศเข้าไปในขวดพลาสติกโดยไม่ใช้แอลกอฮอล์หรือน้ำ

       จากการทดลองจะพบว่าเกิดเมฆในขวดได้เช่นกันแต่เมฆนั้นหายไปอย่างรวดเร็ว ก็เพราะว่า ความชื้นในอากาศนั้นมีอยู่น้อยกว่าความชื้นในแอลกอฮอล์และในน้ำ

สรุปหลักการทางวิทยาศาสตร์กับการเกิดเมฆจริงบนชั้นบรรยากาศ

       ไอน้ำที่ระเหยจากแหล่งน้ำจะลอยตัวสูงขึ้นไปในอากาศ เนื่องจากมวลอากาศที่ร้อนจะเกิดการขยายตัวเกิดเป็นหย่อมความกดอากาศต่ำ จึงลอยตัวสูงขึ้นไปในอากาศที่มีความกดอากาศต่ำกว่าเพื่อขยายตัว เมื่อมวลอากาศร้อนลอยขึ้นไปกระทบกับมวลอากาศเย็นในบริเวณชั้นอากาศ เกิดการควบแน่นเป็นเมฆในอากาศ เรามักเข้าใจว่า เมฆคือไอน้ำ แต่จริง ๆ แล้ว เมฆคือหยดน้ำหรือเกล็ดน้ำแข็งขนาดเล็กรวมกลุ่มกันเป็นก้อนดังที่เคยกล่าวเอาไว้ในบทความเรื่องเมฆ

        ก็เป็นอะไรที่สนุกสนานและได้ความรู้กันไม่น้อย ในขั้นตอนการทดลองก็ต้องระมัดระวังกันด้วย เพราะในการใช้แอลกอฮอล์ ซึ่งก็เป็นสารเคมีที่มีความอันตรายในระดับนึง ระวังการสัมผัสที่อาจจะเข้าสู่ร่างกายได้ เช่นเข้าปาก เข้าตา รวมถึงการประทุของขวดขณะที่เราดึงกระบอกสูบออกจากขวดอย่างรวดเร็ว

แหล่งที่มา

PONGSKORN SAIPETCH. (2560, 23  กุมภาพันธ์).   ความดันก๊าซและอุณหภูมิ เมฆในขวด น้ำเดือดในสุญญากาศ ปืนใหญ่ลม.  สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2560, จาก
         https://witpoko.com/?p=4758

EINSTEIN@min. (2558, 3  กรกฎาคม).   การทดลองการเกิดเมฆ.  สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2560, จาก
         https://www.thaiphysicsteacher.com/make-a-cloud/